致遠
如今,正風靡全球的3D打印技術,如同美國科幻作家羅伯特·??死P下的“萬能制造機”,告訴機器你想要的東西,在一陣指示燈閃爍之后,成品就出現在了眼前。在不久的將來,動手達人們便會真正迎來“自己動手,豐衣足食”的時代。
打印出來的飛機
很多人年少時都懷有一個藍天夢,希望自己親手設計并制造一架飛機,但這又談何容易。不過,英國南安普敦大學的工程師卻做了一個很好的表率,世界上第一架“打印”出來的飛機最近問世并順利遨游天際。
這款飛機從前到后——包括艙門、機翼、整體控制面等機身的5大模塊——均采用了“打印”的方式,也就是先由設計人員設計出樣本,利用EOS EOSINT P730尼龍激光燒結機層層打印出塑料或者金屬結構,這些部件只需要幾分鐘就可組成一架完整飛機,而且不需要借助任何工具。這款飛機名為“SULSA”,飛機翼展2米,最高時速接近100英里(約合每小時160公里),科研人員希望其可以用于勘探、郵遞等任務。
雖然只是一架無人駕駛機,但整架飛機從提出設想到首次飛行僅用了短短幾天,制造成本也不過區(qū)區(qū)5000英鎊。要在以前,采用常規(guī)的方法和材料,恐怕需要幾個月,而且花費高昂。因為不需要額外的工具,所以如你想對飛機的外形、體積、材質做些改變,甚至是顛覆性的變化,都不是難事。而這些,都要感謝最新的3D打印技術。
搭積木原理
如此神奇的技術,原理其實很簡單。首先是設計目標物,設計的好壞全在于制圖和創(chuàng)意水平??梢允褂脗鹘y(tǒng)的計算機輔助設計軟件,之后將標準的文件格式導出并傳送給一臺3D打印機,這就完工了。在隆隆作響的打印過程中,實現著二維向三維的轉變。打印機一點點配出材料,逐層堆積,在膠水或激光的作用下,保證這些材料結實地粘合在一起。一些小的細節(jié),還可以后續(xù)繼續(xù)補充,在骨架上進一步完美。
可以把這個過程想象成很多張打印紙累加的結果——首先就是分層打印,其中每張紙是一個圖層,橫切面上的圖案依靠打印材料構建出來,并被強力粘合,然后,多張紙的不同圖層疊加。如果還是不能理解,那就想象一次搭積木的過程,比如搭建一個寶塔,從最下層逐級往上遞加。最終這些涂層就會從平面的圖形變成一個立體的三維結構。
至于想打印什么,就完全靠創(chuàng)意和想法,可大可小,可軟可硬。小物件在家里一個人就可以直接操作完成;大一些的則需要更大的機器和空間。而打印的材料也有多種選擇,比如樹脂、尼龍、石膏、塑料等等,都可以通過不同型號的打印機打印出你需要的產品。而且,可以預見,鈦、不銹鋼或鋁、鐵等金屬材料也將隨著研發(fā)的進展在今后出現。也就是說,很多工業(yè)領域的大家伙也能夠“自助”生產。
打印一個想法
實際上,3D打印技術的設想和技術雛形在很久之前就已經出現了。比如,在工業(yè)設計領域,新型汽車或飛機在生產之前,都會有一個小型模型,在此基礎上不斷完善,再進入生產線。而現在,工程師可以直接將零部件甚至是完整的飛機都打印出來。
如今,幾乎各個領域各個行業(yè)都可以使用3D打印技術,設計者可以利用電腦細心打磨物體的布局、外形和顏色等各個細節(jié),然后,點擊電腦屏幕上的“打印”就可以了。像是建筑、玩具、汽車、衣物,甚至是食品和醫(yī)療,都對3D打印技術熱烈歡迎。
英國一位科學家正在將噴涂材料改為巧克力,通過噴嘴把融化的巧克力噴成各類形態(tài)的新型巧克力樣式。而更令人期待的則是醫(yī)療領域,通過打印組織和器官,來解決病人的實際問題。而且,科學家還有更大的野心,不僅僅是打印像關節(jié)或是骨骼一樣的“硬件”,他們還希望打印真正的活生生的組織??茖W家希望將生物細胞變成打印材料,再添加一些化學材料,將完整的人體器官打印出來。美國的一些科學家正在進行積極的嘗試,最新進展是已能打印出血管,他們相信,這些“打印血管”在幾年后就能用于人體當中。如果真有這么一天,那生物學或是醫(yī)學則將迎來一個新的時代。
康奈爾大學科學家霍德·林普森評論道,三維打印機能夠將任何材料變成產物,同時,任何人都能夠又快又廉價地生產出任何產品,人類的創(chuàng)意和個性將被極大地激發(fā),三維印刷手藝能夠以我們無法想象的體例改變人類文化。
全民制作與家庭作坊
3D打印技術究竟會對產業(yè)和生活帶來什么樣的影響,未來的市場潛力究竟有多大,將來會不會像今天的激光打印機一樣火爆和普及,現在還不得而知。著名的《經濟學人》雜志對這項發(fā)明給與了極高的認可和評價:“偉大發(fā)明所能帶來的影響,在當時那個年代都是難以預測的,1750 年的蒸汽機如此,1450 年的印刷術如此,1950 年的晶體管也是如此。而今,我們仍然無法預測3D 打印將在漫長的時光里如何改變這個世界?!?/p>
我們不妨設想一下:想要什么就打印什么,聽起來如同科幻小說的情節(jié),但現在,3D打印技術正在將這個想象變?yōu)楝F實。這也是3D打印技術最吸引人的地方,如果你設計的是一樣小物件,而材料也是常規(guī)材料,那么僅需一臺電腦和一臺打印機,就可以在家里搞定一切。當然,如果你的場地夠大,也可以做出大件東西。也就是說,如果將來人人都能自制生活用品,那人人就都是設計師和工程師,整個工業(yè)或許就重新回到了家庭作坊的時代。
最近,一家名為MakerBot的公司正致力于3D打印技術研發(fā),短短幾年的時間就已發(fā)展壯大,吸引了上千萬美元的投資。他們不僅供應3D打印機,還提供打印家居產品的資源庫,會員可以上傳自己的得意之作,也可以下載別人的經典,會員當中不乏通用電氣這樣的大公司。3D打印技術目前受到廣泛歡迎,比如設計師、藝術家、學生等群體都已經成為其忠實粉絲。他們可以隨時隨地展示自己的實物作品。如今,以MakerBot公司為代表的3D打印公司正風生水起,投資者越來越看好這一領域,大量資金正涌入市場,而越來越多的普通人也在加入DIY的行列。3D打印機的銷量正在看高,并已經開始接受預訂服務。所有人欣喜地看到,整個3D打印市場正在日漸成熟。
我們現在已經開始步入“全民手工工場”的時代,正應了那句話,“沒有做不到,只有想不到”。